在《用自由落体验证机械能守恒定律》的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，测得当地的重力加速度g=9.8m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg，实 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

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在《用自由落体验证机械能守恒定律》的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，测得当地的重力加速度g=9.8m/s²，测得所用重物的质量为1.00kg，实验中得到一点迹清晰的纸带（如图），把第一点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D到O点的距离分别为62.99cm，70.18 cm，77.76 cm,85.73 cm,根据以上的数据，可知重物由O运动到C点，重力势能的减小量等于_______J，动能的增加量等于_______J。（取三位有效数字）你得出的结论是

答案

7.62J；7.56J；在实验误差允许范围内，重物在自由落体运动过程中机械能守恒

解析

试题分析：重力势能减小量为

，在C点的瞬时速度为

，动能增量为

，结论是物体在自由落体的过程中机械能守恒
点评：本题难度较小，在匀变速直线运动中某一点的瞬时速度等于平均速度

核心考点

试题【在《用自由落体验证机械能守恒定律》的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，测得当地的重力加速度g=9.8m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg，实】；主要考察你对弹力等知识点的理解。[详细]

举一反三

在实验操作前应该对实验进行适当的分析。研究平抛运动的实验装置示意如图。小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中，小球从跑出点到落点的水平位移依次是x₁，x₂，x₃，机械能的变化量依次为△E₁，△E₂，△E₃，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是

A．x₂- x₁= x₃-x₂，△E₁=△E₂=△E₃

B．x₂- x₁>x₃- x₂，△E₁=△E₂=△E₃

C．x₂- x₁>x₃- x_2,，△E₁<△E₂<△E₃

D．x₂- x₁< x_3-x₂，△E₁<△E₂<△E₃

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测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示。AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C′。重力加速度为g。实验步骤如下：

①用天平称出物块Q的质量m；
②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC^/的高度h；
③将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；
④重复步骤③，共做10次；
⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C′的距离s。
（1）用实验中的测量量表示：
（ⅰ）物块Q到达B点时的动能E_kB＝__________；
（ⅱ）物块Q到达C点时的动能E_kC＝__________；
（ⅲ）在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功W_f＝__________；
（ⅳ）物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ＝__________。
（2）回答下列问题：
（ⅰ）实验步骤④⑤的目的是。
（ii）已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是（写出一个可能的原因即可）

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某同学用打点计时器研究物体自由下落过程中动能和势能的变化，来验证机械能守恒定律。实验装置如图所示。

（1）在做“验证机械能守恒定律”实验时，除了电磁打点计时器、铁架台、重锤、纸带、复写纸、低压交流电源之外，还需要下列器材中的哪一个         。（填选项字母）
A．秒表                    B．天平
C．刻度尺                  D．弹簧秤
（2）按照图示的装置安装器材进行实验，下面列举的四个学生操作步骤只有两个是正确的，挑选出来填在横线上         。（填选项字母）
A．将打点计时器接到电源的直流输出端上
B．用天平测量出重物的质量
C．先接通电源，后释放纸带
D．选取点迹清晰的且第一、二连续两点间的距离约为2mm的纸带
（3）一般情况下物体动能的增加量         重力势能的减少量（填“大于”、“等于”、“小于”）。你认为，产生这种结果的一个可能原因是         。（填选项字母）
A．重物的质量过大                  B．重物的体积过小
C．电源的电压偏低                  D．重物及纸带在下落时受到阻力

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用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，如图a所示，在光滑水平桌面上有A、B两个质量相等的小车，A车的车尾拖着一穿过打点计时器的纸带，A车以某速度与静止的B车相碰，碰撞后两车连在一起共同运动，

碰撞前后打点计时器打下的纸带如图b所示，AB="BC=CD=2.28" cm，EF="FG=GH=1.14" cm，

（1）打点计时器的周期为__________s，其使用__________（填“直流”或“交流”）电源；
（2）与A车相连的是纸带的 (填写“A端”或“H端”)；
（3）A车碰撞前的速度为___________m/s，AB碰后一起运动的速度为________m/s；
（4）由题中的信息可知，以A、B两小车为系统，在碰撞前后相等的物理量是__________（填物理量的名称）。

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（1）（6分）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）：

①下列说法哪一项是正确的。（填选项前字母）
A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上
B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量
C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放
②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为 m/s（保留三位有效数字）。
（2）（12分）硅光电池在无光照射时不产生电能，可视为一电子元件。某实验小组设计如图甲电路，给硅光电池加反向电压（硅光电池负极接高电势点，正极接低电势点），探究其在无光照时的反向伏安特性。图中电压表V₁量程选用3V，内阻为6.0 kΩ；电压表V₂量程选用15V，内阻约为30 kΩ；R₀为保护电阻；直流电源电动势约为12V，内阻不计。
①根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙连接成完整电路。

②用遮光罩罩住硅光电池，闭合开关S，调节变阻器R，读出电压表V₁、V₂的示数U₁、U₂。
（i）某次测量时，电压表V₁示数如图丙，则U₁= V，可算出通过硅光电池的反向电流大小为 mA（保留两位小数）。
（ii）该小组测出大量数据，筛选出下表所示的9组U₁、U₂数据，算出相应的硅光电池两端反向电压U_x和通过的反向电流I_x（图中“－”表示反向），并在坐标纸上建立I_x-U_x坐标系，标出了与表中前5组U_x、I_x数据对应的5个坐标点。请你标出余下的4个坐标点，并绘出I_x-U_x图线。

（iii）由I_x-U_x图线知，硅光电池无光照下加反向电压时，I_x与U_x成（填“线性”或“非线性”）关系。

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